Limnologia de reservatórios

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Limnologia
Prof. Dacley
Itens a ser abordados
Água;
Limnologia;
Lagos;
Reservatórios.
Ciclo da água
Distribuição da água doce no Brasil
Definição
Limnologia  Grego; Limne = lago; e logos = estudo
Estudo dos lagos
Início = estudo de todos os tipos de lagos;
Hoje em dia = Estudo dos lagos de águas interiores (águas doces e salobras)
Águas interiores?
Rios, lagos, represas, estuários, áreas alagadas e pântanos
A limnologia estuda todas as interações físicas, químicas e biológicas nesses ecossistemas!
Como fluem os rios?
Mapa Hidrológico MS
Reservatórios Brasileiros
Mapa hidrológico brasileiro
Zona de rio
Zona de transição
Zona lacustre
Longitudinalmente, os reservatórios podem ser divididos em 3 compartimentos.
Cada um apresenta uma característica!
Zona de rio
Estreito, bacia canalizada;
Geralmente apresenta alto fluxo de água;
Alta [ ] de sólidos em suspensão e consequente baixa luminosidade;
Fornecimento de nutrientes por transporte pela água (relativamente alta [ silte e argila ]);
Perdas de nutrientes por sedimentação;
Alta suplementação de matéria orgânica de origem alóctone;
Mais oxigênio (movimentação água);
Relativamente mais eutrófico;
Peixes migradores são abundantes, não migradores são escassos
UHE 3 irmãos
UHE Ilha Solteira
UHE Jupiá
Zona de transição
Bacia mais ampla e profunda;
Fluxo d’água reduzido;
Sólidos suspensos reduzidos; disponibilidade de luz aumenta;
Fornecimento de nutrientes por água é menor;
Perdas de nutrientes por sedimentação e consumo;
Há ganho de matéria orgânica, porém, menor que na zona de rio;
Estado de trofia é intermediário;
Peixes não migradores são abundantes, e migradores moderados 
Zona lacustre
Bacia bem ampla e profunda;
Fluxo de água baixo;
Água relativamente clara, e alta produção primária;
Nutrientes são reciclados (baixa quantidade);
Perdas de nutrientes por consumo (principal);
Matéria orgânica de origem autóctone (Itaipu diz que não);
Ambiente mais oligotrófico;
Pode apresentar estratificação;
Peixes migradores e não migradores são escassos. 
UHE 3 Irmãos – Rio Tietê – Pereira Barreto, SP
Diferença na coloração!
UHE Itaipu, Foz do Iguaçu - PR e PY
Reservatório em cascata
Compartimentos verticais de um lago
Lago apresenta 4 compartimentos:
Interface ar-água;
Região litorânea; 
Região pelágica;
Região bentônica.
Interface ar-água
Habitada por:
Nêuston  bactérias, fungos e algas;
Plêuston  macrófitas, larvas de pequenos animais (dipteros, hemípteros, etc.), e cladóceros (microcrustáceos)
Região litorânea
Contato direto com o ambiente terrestre;
Colonizado por vegetação aquática;
Possui produtores, herbívoros, predadores e decompositores;
Habitada por animais terrestres e aquáticos.
Região pelágica
Homogênea horizontalmente;
Heterogênea verticalmente (variações de temperatura, oxigênio, pH, etc.);
Dividido em epilímnio, metalímnio (eufótica) e hipolímnio (afótica);
Pode não existir zona afótica;
Habitadas por:
Comunidade plânctonica (fungos, bactérias, fito e zooplâncton)
Néctons (peixes)
Padrão horizontal
Padrão vertical
Região bentônica (profunda)
Substratos associados ao fundo;
Pode ser eufótica e afótica (depende a profundidade);
Habitada por: algas, bactérias, protozoários, invertebrados e peixes.
Classificação dos lagos
Quanto a gênese;
Com relação à circulação;
Com relação ao estado trófico
Gênese dos lagos
Lagos de origem vulcânica:
a) Lagos de cratera  Formados a partir do cone de dejeção do vulcão ou a partir do represamento de vales devido ao magma expelido.
Pequena extensão, grande profundidade e, em geral, de forma circular
Big Soda Lake, Nevada (EUA)
b) Lagos tipo “Maar”  formados a partir de explosões gasosas subterrâneas e subsequente afundamento da superfície da região atingida.
Circulares e bastante profundos
Gemundener maar - Alemanha
Toten maar - Alemanha
Lago de caldeiras
Formados quando a erupção vulcânica é muito intensa, provocando a destruição do cone central do vulcão.
Crater Lake – Oregon EUA
Toyake Lake - Japão
Resta só uma depressão central, chamada cratera
Lagos de barragem vulcânica
Formados quando vales já existentes são interrompidos pela lava solidificada.
Kivu Lake – Fronteira entre República Democrática do Congo e Ruanda
Bunyoniy Lake - Uganda
Lagos vulcânicos
Lagos glaciares
Originados durante a última glaciação pleistocênica (2,5 milhões a 11,7 mil anos atrás);
Localizados em regiões de altas latitudes (temperadas);
Lagos em circo – resultantes da ação de congelamento e descongelamento da água;
Pequenos e rasos
Watendlath Lake (Inglaterra)
Wildseelodersee Lake - Áustria
b) lagos em vales barrados por morenas  formado pela obstrução de vales por morenas (sedimento transportado por geleiras ou amontoado de pedras carreado pelas geleiras)
Lago Lucerna - Suíça
Finger Lakes - EUA
c) Lagos de fiordes  Resultantes da escavação de vales nas escarpas das montanhas pela ação da erosão glacial
Longos, estreitos e profundos;
A maioria encontra-se submerso (ou foram invadidos pelo mar)
Fiorde Geiranger - Noruega
d) Lagos em terreno de sedimentação glacial 
Podem se originar a partir de depressões existentes em locais de antigas geleiras continentais preenchidas com água
Lago Grosse Ploner (Alemanha)
Lagos formados por dissolução de rochas
Resultam do acúmulo de água em depressões devido à solubilização da rocha calcária.
Agente solubilizante é a água (chuva ou subterrânea)
Lago Lurner - Áustria
Lago Seewli - Suiça
Lago formado por castores
Lago formado por meteoritos
Lago Chubb - Canadá
Lagos formados por rios
a) Lagos de barragem  formados quando o rio transporta grande quantidade de sedimento (deposição)
b) Lagoas de inundação  Apresentam grande variação na profundidade em função da precipitação
Lagoas costeiras
Represas e viveiros
Formados principalmente pelo represamento de rios, para atender:
Abastecimento;
Irrigação;
Navegação;
Recreação;
Produção de organismos aquáticos;
Obtenção de energia elétrica;
Etc.
Importância Uso múltiplo
Classificação dos lagos quanto à circulação da água
Lagos holomíticos  apresentam circulação completa da massa de água
Lagos meromíticos  não apresentam circulação completa e, consequentemente, apresentam diferentes estratos.
Classificação quanto ao estado de trofia
Lagos oligotróficos
Baixa [ ] de nutrientes. Alta penetração de luz!
Lagos mesotróficos
Concentração moderada de nutrientes. Penetração de luz maior
Lagos eutróficos
Alta [ ] de nutrientes 
P e N
Alta produção primária “bloom algal”
Coloração verde
Eutrófico x Oligotrófico
IET
Curiosidades
Maior lago do mundo?
Lago Superior (Canadá e EUA).
Área de 82.414 km2
Maior em extensão e 3º maior em volume
Maior lago da África?
Lago Vitória
Maior lago tropical do mundo (68.800 km2 extensão)
Tanzânia, Uganda e Quênia
Maior Lago da Ásia?
Lago Baikal, 31.500 km2. Mais profundo do mundo, 1620 m. Maior volume de água. 636 km de comprimento por 80 km largura.
Rússia
75
Maior lago Europa?
Lago Leman (582 km2)
França e Suíça
Maior lago Brasileiro?
Lago Açu (Maranhão), 55 km2 extensão
Lago natural
Maior lago artificial do Brasil?
Lago de Sobradinho 4.214 km2 extensão.
Bahia
UHE Sobradinho
Maior lago artificial do Brasil?
Lago Serra da Mesa
5º em extensão, 1º em volume de água
UHE Serra da Mesa - Goiás
Lagoa dos Patos
Maior Laguna da América do Sul
265 km de comprimento, 60 km de largura e 7 m de profundidade
Rio Grande do Sul
Não há concordância entre o nome, lagoa ou Laguna. Para geógrafos é Laguna pois há ligação direta com o Oceano e a água ser salobra.
Semelhante ao Mar Cáspio (Maior lago)
Lago x Lagoa x Laguna 
Lago
Maior dimensão;
Origem antiga;
Ligados a eventos geológicos como glaciação e movimentação de terra;
Geologia – lagos > 0,1 km2.
Lagoa
Menor e mais localizada;
Formação “banal”;Não há tamanho “lago pequeno”;
Mais rasos.
Laguna
Apresenta conexão com o mar;
Água salgada ou salobra;
Separado do mar por formações rochosas, barreiras de areia ou recifes.
Não há consenso!
Lagoa dos patos  tamanho de lago, nome de lagoa, mas é uma laguna
Impactos causados por reservatórios
Pontos positivos
Produção de energia;
Retenção de água no local;
Fonte de água potável e para sistemas de abastecimento;
Diversidade biológica;
Criação de oportunidades de recreação e turismo;
Proteção contra cheias à jusante;
Aumento da possibilidade de pesca;
Armazenamento de água para períodos de seca;
Navegação;
Aumento do potencial para irrigação;
Aumento da produção de peixes para aquicultura;
Entre outros.
Pontos negativos
Perda de espécies nativas de peixes dos rios;
Perda de terras férteis e madeira;
Perda de biodiversidade (deslocamento de animais selvagens);
Problemas sociais, econômicos e de saúde (imigração humana);
Degradação da qualidade hídrica;
Redução das vazões à jusante e aumento nas variações de nível;
Barreira à migração de peixes;
Introdução de sp. exóticas nos ecossistemas aquáticos;
Impactos sobre a diversidade aquática;
Retirada excessiva de água;
Entre outros.
Evolução do reservatório
2 fases distintas ocorrem durante a formação do reservatório:
Fase de enchimento;
Fase de colonização.
Enchimento 
Imediatamente após o fechamento da barragem
Série de alterações
Redução da corrente de água (lótico em lêntico);
Aumento progressivo das condições lacustres;
Redução de oxigênio dissolvido (rápido e severo)
Principalmente se a área alagada for sobre grandes áreas de vegetação (marcante no fundo).
Estratificação térmica;
Padrões verticais de temperatura, O2, P, etc.
Elevação da [ ] de nutrientes;
Decomposição folhedo e liberação nutrientes do solo alagado.
Aumento da condutividade elétrica;
Aumento no tempo de retenção de água;
Período propício ao desenvolvimento de produtores primários.
P trazido por água e, principalmente, pela sedimentação do P, após o término da fertilização decorrente do alagamento
Fatores chave
Durante a fase de enchimento
Pulso de entrada de nutrientes e detritos;
Aumento da transparência;
Redução da turbulência;
Formação estratificação térmica.
Todos os processos em conjunto nessa fase de enchimento, têm implicação sobre a ocupação dos locais pela ictiofauna regional:
Nos primeiros dias, indivíduos de diferentes espécies ocupam toda a coluna d’água;	
Independente do tipo de habitat que ocupam;
Alto rendimento de pesca.
Enchimento do Reservatório de Itaipu
Fase de colonização
Vai desde a fase de conclusão do enchimento do reservatório e se estende por um período variável, até que certa estabilidade seja alcançada.
10 a 20 anos!
Itaipu 15 anos!
Oscilações populacionais de espécies oportunistas (r-estrategistas) e afeta negativamente as sp. de equilíbrio (k-estrategistas) e sazonais (maior porte)
Nesse período:
Espécies r e k estrategistas
R-estrategistas: tempo de vida curto, não apresentam cuidado com a prole, produzem elevado número de prole a cada ciclo.
K-estrategistas: a capacidade de suporte é um fator limitante, competem por alimento e habitat, apresentam longo período de vida, investem na sobrevivência da prole.
Aspectos espaciais (locais)
Colonização da zona litorânea
Sp. regionais bem sucedidas;
+ nutrientes e alimentos nas encostas
Colonização região pelágica
Em muitos casos não é explorada;
Ausência de sp. pré-adaptadas;
Baixo rendimento de pesca;
Muitos peixes desaparecem do reservatório.
Colonização região bentônica
Pouco ocupada por peixes;
Diversos fatores: depleção O2, estratificação térmica, redução alimento e luz;
Sp. da região pelágica podem ser encontrados aqui ou próximo ao fundo
Aspectos temporais (tempo)
Relacionam-se às mudanças na produtividade do reservatório;
Primeiros anos do reservatório:
Liberação de nutrientes (decomposição);
Aumento da produção (em todos os níveis);
Com o passar dos anos:
Redução de nutrientes no corpo do reservatório
Sedimentação, pesca, saída por vertedouro
Efeito barramento para peixes
Interrupção de áreas de desova;
Responsável pelo desaparecimento de peixes migradores;
Redução do tamanho da população;
Favorece sp. que se alimentam de vários itens;
Outros fatores.
Canal piracema - Itaipu
Escada de peixe – Porto Primavera
Elevador de peixes – Porto Primavera
Montante do reservatório
Redução do fluxo de água;
Aumento da [ ] de nutrientes;
Fragmentação de habitats (ilhas).
Montante
Jusante do reservatório
Alto fluxo de água (aumento de correntes);
Perda de habitats (planícies de inundação);
Redução produtividade e biodiversidade de peixes;
Reservatórios em cascata é um problema:
Degradação contínua;
Chuva pode fazer a regulagem
Fechou UHE Porto Primavera, não teve mais inundação por chuva
Formação de reservatórios empobrecem áreas a jusante:
Não há nutrientes nessas áreas
jusante
Planície de inundação